【正文】 ...................... 24 、啟動模塊 ...................................................................................................... 25 、停車模塊 ...................................................................................................... 26 、時序圖 ..................................................................................................................... 28 、系統(tǒng)調(diào)試 ................................................................................................................. 29 、仿真軟件 ................................................................................................................. 29 第六章、 PLC 操作面板 ..................................................................................35 結(jié)束語 ..............................................................................................................36 致謝詞 ..............................................................................................................37 參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................38 附件科技文獻(xiàn) 一 ..............................................................................................39 附件科技文獻(xiàn)二 ..............................................................................................49 第一章、緒論 1 PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過程中的應(yīng)用 第一章、緒論 、什么是 PLC？ 在 PLC 出現(xiàn)前，在工業(yè)電氣控制領(lǐng)域中，繼電器控制占主導(dǎo)地位，應(yīng)用 廣泛。從二十世紀(jì)六十年代美國推出可編程邏輯控制器取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來， PLC 得到了快速發(fā)展，在全世界得到了廣泛的應(yīng)用。 國際電工委員會 (IEC)在 1987 年 2 月通過了對它的定義：可編程控制器 (PLC)是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。對于一般意義上的計算機(jī)， PLC 并不僅僅具有計算機(jī)的內(nèi)核，它還配置了許多使其適用于工業(yè)控制的器 件。 PLC 從面世到現(xiàn)在，經(jīng)過了數(shù)字電路構(gòu)成的初創(chuàng)階段、微處理器構(gòu)成的實(shí)用型產(chǎn)品擴(kuò)展階段、大規(guī)模應(yīng)用的成熟產(chǎn)品階段和通過的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品開放階段。自 PLC 面世以來，在機(jī)械、電力、冶金、能源、化工交通等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，已成為一種最重要、最普及、應(yīng)用場合最多的工業(yè)控制器。與機(jī)器人、 CAD/CAM 并稱為工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱。 早期的可編程序控制器在功能上只能進(jìn)行邏輯控制，替代繼電器、接觸器為主的各種順序控制，其后功能大大增強(qiáng)，不僅具有邏輯運(yùn)算能力，而且具有算術(shù)運(yùn)算、模擬量處理和通信聯(lián)網(wǎng)等功能。為了便于與個人計 算機(jī)相區(qū)別，人們習(xí)慣上仍講可編程序控制器稱為 PLC。 、 PLC 的主要特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域 、 PLC 的主要特點(diǎn) PLC 是現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)繼電 —— 接觸器控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，專用于工業(yè)控制環(huán)境，具有許多其他控制器件所無法相比的優(yōu)點(diǎn)。 （ 1） 功能更強(qiáng)大 ； 除了能做普通邏輯處理外，還具有浮點(diǎn)運(yùn)算、定時、計數(shù)、模廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過程中的應(yīng)用 2 擬量控制等功能?，F(xiàn)在市場上一些功能強(qiáng)大的 PLC 已經(jīng)能完成除以上常規(guī)外，還能做復(fù)雜運(yùn)算，比如多維數(shù)據(jù)運(yùn)算，矩陣相乘，向量運(yùn)算等； （ 2） 響應(yīng)時間更短：繼電器控制是通過觸點(diǎn)與觸點(diǎn)間的機(jī)械動作來完成邏輯控制，而 PLC 集成電子邏輯，響應(yīng)速度和控制精度是傳統(tǒng)繼電器無法比擬的； （ 3） 故障點(diǎn)更少：繼電器控制通過機(jī)械式接觸會因?yàn)橛|頭的損壞或者老化等原因，壽命普遍抗不過 PLC， PLC 早已是工業(yè)界公認(rèn)的無故障控制器； （ 4） 通訊功能更強(qiáng)大：現(xiàn)在的工業(yè)環(huán)境，早已不是單純的單機(jī)控制，或者一條生產(chǎn)線的控制，而多涉及多機(jī)群控，和大型的流程自動化控制，這對于控制器本身的通訊要求極高，繼電器根本不可能做的到，而如今的 PLC 不僅能完成與現(xiàn)場工作儀表、電氣傳動等執(zhí)行層的通訊，也能 PLC 于 PLC 之間通訊，更能做到 PLC 與上位計算機(jī)，中央控制室的以太網(wǎng) 通訊，組成一個龐大而復(fù)雜的控制網(wǎng)絡(luò)； （ 5） 控制對象更多：如今不管是單機(jī)設(shè)備，還是工廠控制，遠(yuǎn)不是簡單的邏輯執(zhí)行就能完成，比如許多設(shè)備實(shí)際上除了單純的數(shù)字量輸入輸出外、還有更多420ma/010V 模擬量輸入輸出的處理，其下位執(zhí)行層更有變頻、伺服系統(tǒng)等傳動、甚至還有液壓系統(tǒng)等等，而這些，客戶當(dāng)然希望只需要一個控制器來完成，即 “ 通用的控制 ” 概念，那么 PLC 就能做到。不過值得一提的是：針對液壓控制，現(xiàn)主流方式還是用專用的液壓控制器來完成，比如力士樂、阿托斯等，但在新興的 PLC 市場上，已有好幾個品牌的 PLC 能完成這個 功能； （ 6） 維護(hù)更方便：如果用繼電器組成一個較復(fù)雜的控制網(wǎng)絡(luò)的話，一旦出現(xiàn)系統(tǒng)故障，將只能逐個排除故障，而 PLC 故障的話，一般能自動診斷到故障點(diǎn)產(chǎn)生報警，系統(tǒng)內(nèi)能方便快捷的查看故障地方，故障原因等 ； 、 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 PLC 具有可靠性高、體積小、功能強(qiáng)、程序設(shè)計簡單；靈活通用、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)這些特點(diǎn)，可將其應(yīng)用形式歸納為以下幾種： （ 1） 開關(guān)量的邏輯控制； （ 2） 模擬量控制； （ 3） 運(yùn)動控制； （ 4） 過程控制； （ 5） 數(shù)據(jù)處理； （ 6） 計數(shù)控制； （ 7） 通信和聯(lián)網(wǎng)； 第一章、緒論 3 、 PLC 的發(fā)展趨勢 現(xiàn)代 PLC 發(fā)展的主要趨勢：其 一是向體積更小、速度更快、功能更強(qiáng)和價格更低的微小型方面發(fā)展，即現(xiàn)今開始發(fā)展的嵌入式 PLC 控制方式；其二是向大型網(wǎng)絡(luò)化、高可靠性、好的兼容性和多功能方面發(fā)展。 （ 1） 向模塊智能化與大型網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展； （ 2） 向多功能、高速度、大容量方向發(fā)展； （ 3） 向高可靠性方向發(fā)展； （ 4） 向超大型、高性能小型化方向發(fā)展； 、 PLC 和傳統(tǒng)繼電器控制的區(qū)別 PLC 的梯形圖與傳統(tǒng)的電氣原理圖非常相似，信號的輸入 /輸出形式及控制功能基本上也是相同的 。 它們的不同之處主要表現(xiàn)在： （ 1） 控制邏輯 —— 繼電器控制邏輯采用硬接線邏輯，利用繼電器機(jī)械 觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)，及時間繼電器等組合成控制邏輯，其接線多而復(fù)雜、體積大、功耗大、故障率高，靈活性和擴(kuò)展性很差。而 PLC 采用存儲器邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲在內(nèi)存中，靈活性和擴(kuò)展性都很好 ； （ 2）工作方式 —— 繼電器控制線路中各繼電器同時都處于受控狀態(tài)，屬于并行工作方式。而 PLC 的控制邏輯中，各內(nèi)部器件都處于周期性循環(huán)掃描過程中，各種邏輯、數(shù)值輸出的結(jié)果都是按照在程序中的前后順序計算得出的，所以屬于串行工作方式 ； （ 3）可靠性和可維護(hù)性 —— 繼電器控制邏輯使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連線也多，可靠性和可維護(hù)性差。而 PLC 采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成， PLC 還配有自檢和監(jiān)督功能，可靠性和可維護(hù)性好 ； （ 4）控制速度 —— 繼電器控制邏輯依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，且機(jī)械觸點(diǎn)還會出現(xiàn)抖動問題。而 PLC 是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制，屬于無觸點(diǎn)控制，速度極快，且不會出現(xiàn)抖動 ； （ 5）定時控制 —— 繼電器控制邏輯利用時間繼電器進(jìn)行時間控制。時間繼電器存在定時精度不高，定時范圍窄，且易受環(huán)境濕度和溫度變化的影響，調(diào)整時間困難等問題。PLC 使用半導(dǎo)體集成電路做定時器時基脈沖由晶振產(chǎn)生，精度 相當(dāng)高，且定時時間不受環(huán)境的影響，定時范圍廣，調(diào)整時間方便 ； （ 6）設(shè)計和施工 —— 使用繼電器控制邏輯完成一項工程，其設(shè)計、施工、調(diào)試必須依次進(jìn)行，周期長、而且修改困難。而用 PLC 完成一項控制工程，在系統(tǒng)設(shè)計完成后，現(xiàn)場施工和控制邏輯的設(shè)計可以同時進(jìn)行，周期短，且調(diào)試和修改都很方便 ； 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過程中的應(yīng)用 4 第二章、基本資料 、技術(shù)要求： 系統(tǒng)要保證各設(shè)備： （ 1）、啟動時，按逆流啟動，避免造成帶負(fù)荷啟動，甚至無法啟動； （ 2）、停車時，按順礦流停車，引起相關(guān)制約條件延時停車； （ 3）、原煤礦為低礦位或精粉池為高位不能啟動或 自動停車，并報警； （ 4）、任一設(shè)備出故障時，不允許啟動，并設(shè)有報警； 、功能要求： （ 1）、用 PLC 實(shí)現(xiàn)功能，有必要的保護(hù)措施； （ 2）、畫出 I/O 分配圖、程序框圖、梯形圖及時序圖； 能從多個方面詮釋該系統(tǒng)的各個功能，讓讀者一目了然。 、系統(tǒng)的工作原理： 自動控制生產(chǎn)線工藝流程如圖 21： 圖 21 自動控制生產(chǎn)線工藝流程圖 原礦倉里的礦石通過給礦機(jī)依次進(jìn)行粗碎和細(xì)碎破碎，然后通過篩選機(jī)篩選，通過喂料機(jī)給球磨機(jī)喂料磨制、磁選機(jī)除雜，得到的礦液流入精粉池沉淀，最終得出 精粉 。 第三 章、 PLC 控 制設(shè)計步驟 5 第三章、 PLC 控制設(shè)計步驟 PLC 的應(yīng)用就是在電氣控制系統(tǒng)中以 PLC 為主控，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制。 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計與微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計還是有區(qū)別的，這是由于 PLC 特有的掃描工作方式和相應(yīng)的硬件結(jié)構(gòu)與通用微機(jī)不完全一樣。同時， PLC 與繼電器控制系統(tǒng)也有本質(zhì)上的區(qū)別，由此需要結(jié)合 PLC 本身的一些特點(diǎn)來進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計硬件和軟件可以分開進(jìn)行。 、 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程的控制要求和工藝需求，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在設(shè)計 PLC 控制系 統(tǒng)時，應(yīng)按照以下基本原則進(jìn)行。 1. 熟悉控制對象，確定控制范圍。 2. 優(yōu)化控制系統(tǒng)，確定 PLC 機(jī)型。 3. 提高可靠性和安全性。 4. 可升級性。 5. 程序架構(gòu)清晰。 、 PLC 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 隨著 PLC 的推廣普及， PLC 產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來越多。近年來，從國外引進(jìn)的 PLC 產(chǎn)品、國內(nèi)廠家或自行開發(fā)的產(chǎn)品已有幾十個系列，上百種型號。 PLC 的品種繁多，其結(jié) 構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價格等各有不同，使用場合也各側(cè)重。因此，合理選擇 PLC 對于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要作用。 、 PLC 機(jī)型的選擇 PLC 機(jī)型的選擇應(yīng)是在滿足控制要求的前提下，保證可靠、維護(hù)使用方便以及最佳的性能價格比。具體應(yīng)考慮以下幾方面： （ 1）性能與任務(wù)相適應(yīng)。對于小型單臺、僅需要數(shù)字量控制的設(shè)備，一般的小型 PLC（如西門子公司的 S7200 系列、 OMRON 公司的 CPM1/CPM2 系列、三菱的 FX 系列等）都可以滿足要求。 對于以數(shù)字量控制為主，帶少量模擬量控制的應(yīng)用系統(tǒng)，如工業(yè)生產(chǎn)中常遇到的溫度、壓力、流量等連續(xù)量的控制，應(yīng)選用帶有 A/D 轉(zhuǎn)換的模擬量輸入模塊和帶 D/A 轉(zhuǎn)換的模擬量輸出模塊，配接相應(yīng)的傳感器、變送 器（對溫度控制系統(tǒng)可選用溫度傳感器直廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過程中的應(yīng)用 6 接輸入的溫度模塊）和驅(qū)動裝置，并選擇運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理功能較強(qiáng)的小型 PLC（如西門子公司的 S7200 或 S7300 系列、 OMRON 的公司的 CQM1/CQM1H 系列等）。 對于控制比較復(fù)雜，控制功能要求更高的工程項目，例如要求實(shí)現(xiàn) PID 運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能時，可視控制規(guī)模及復(fù)雜程度，選